JP6136994B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
排気浄化部に燃料を供給して堆積していた粒子状物質を燃焼させて排気浄化部を再生させる技術が知られている。特許文献１〜８には、排気浄化部の再生に関連する技術が開示されている。
特開２０１０−２２９９１６号公報 特開２００５−０９０４５８号公報 国際公開第２０１１／０５５４５６号 特開平０７−２４７２９１６号公報 特開２００９−００２２５９号公報 特開２００５−１１３８００号公報 特開２０００−０８０９１４号公報 特開２００８−３０３８３５号公報
排気浄化部を再生する際に排気浄化部がある程度の温度に至ると、排気浄化部に堆積していた硫黄化合物が離脱して白煙が発生する恐れがある。特に、硫黄化合物が離脱する排気浄化部の温度域において内燃機関がアイドル運転状態となった場合、排気ガスの流量がアイドル運転状態前と比較して低下するが硫黄化合物の離脱量は減少せずに排気ガス中の硫黄化合物の濃度が増大して、白煙が発生しやすい状態となる。
そこで、アイドル運転状態での白煙の発生を抑制する内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
上記目的は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化部と、前記排気浄化部に燃料を供給する燃料供給部と、前記燃料供給部により燃料を供給し前記排気浄化部を昇温させて前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御部と、を備え、前記制御部は、前記再生制御において、前記排気浄化部の温度が第１温度範囲内にある場合には前記排気浄化部を第１昇温速度で昇温させ、前記排気浄化部の温度が前記第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内にある場合には前記排気浄化部を前記第１昇温速度よりも遅い第２昇温速度で昇温させ、前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲よりも高い第３温度範囲内にある場合には前記排気浄化部の温度を前記第３温度範囲内に維持して前記粒子状物質を燃焼させ、前記制御部は、前記再生制御中に前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲内にある場合に前記内燃機関がアイドル運転状態となった場合、アイドル運転中での前記排気浄化部の温度を、前記内燃機関がアイドル運転状態となった時点での前記排気浄化部の温度以下に制御する昇温抑制制御を実行する、内燃機関の制御装置によって達成できる。
前記制御部は、前記昇温抑制制御において、アイドル運転中での燃料供給量を、前記内燃機関がアイドル運転状態となった時点での燃料供給量より減少させる、構成を採用してもよい。
前記制御部は、前記昇温抑制制御において、排気ガスの温度を抑制する排気ガス温度抑制制御を実行する、構成を採用してもよい。
前記制御部は、前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲内にあって前記内燃機関がアイドル運転状態となり、さらに車速が所定値以上である場合には、前記昇温抑制制御は実行しない、構成を採用してもよい。
前記制御部は、前記昇温抑制制御において、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が前記所定値未満の場合よりも、前記排気浄化部の温度を低く制御する、構成を採用してもよい。
前記制御部は、前記昇温抑制制御において、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が前記所定値未満の場合よりも、前記燃料供給部の燃料供給量を少なく制御する、構成を採用してもよい。
アイドル運転状態での白煙の発生を抑制する内燃機関の制御装置を提供できる。
図１は、本実施例のエンジンシステムの説明図である。 図２Ａは、再生制御中の浄化装置温度の変化を示したグラフであり、図２Ｂは、再生制御中の排気ガス中のＳＯ３の濃度変化を示したグラフである。 図３Ａは、昇温抑制制御中の浄化装置温度の変化を示したグラフであり、図３Ｂは、昇温抑制制御中の排気ガス中のＳＯ３の濃度変化を示したグラフであり、図３Ｃは、昇温抑制制御中の燃料添加弁の燃料添加量の変化を示したグラフである。 図４は、再生制御の一例を示したフローチャートである。 図５は、緩速再生制御の一例を示したフローチャートである。 図６は、緩速再生制御の一例を示したフローチャートである。 図７は、硫黄化合物の離脱速度と浄化装置温度との関係を規定したマップである。
図１は、実施例に係るエンジンシステム１０の説明図である。ディーゼルエンジン（以下、エンジンと称する）１１は、吸気マニホールド１２、排気マニホールド１３を備えている。吸気マニホールド１２は、吸気通路１４を介してターボチャージャ１５のコンプレッサ１６の出口に連結されている。吸気通路１４には、吸気を冷却するインタークーラＩＣが設けられ、エンジン１１への吸気量を調整するスロットル弁Ｖが配置されている。排気マニホールド１３は、排気通路１７を介してターボチャージャ１５の排気タービン１８の入口に接続されている。排気タービン１８の入口には、可変ノズルベーン１８ａが設けられている。可変ノズルベーン１８ａの開度に応じて、排気タービン１８を通過する排気の流速を調整できる。排気タービン１８の出口は、排気通路１９に接続されている。エンジン１１からの排気ガスは、排気タービン１８を通って排気通路１９に排出される。エンジン１１は、４つの気筒Ｃ、４つの気筒Ｃのそれぞれに直接燃料を噴射する４つの燃料噴射弁Ｆ、を備えているがこれに限定されない。吸気通路１４と排気通路１７との間に、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路１４ａが接続されている。ＥＧＲ通路１４ａには、ＥＧＲ弁Ｖａが設けられている。エンジン１１にはエンジン回転数を検出するためのクランク角センサＣＳが設けられている。
排気通路１９には、排気を浄化する排気浄化装置Ｅが設けられている。排気浄化装置Ｅ内には、上流側から下流側の順に、ＤＯＣ（Ｄｉｓｅｌ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｃａｔａｌｙｓｔ）２０、ＤＰＦ（Ｄｉｓｅｌ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｆｉｌｔｅｒ）２１、が設けられている。ＤＯＣ２０は、排気ガス中に含まれるＨＣ、ＮＯ、ＣＯを酸化させてＨ２Ｏ、ＣＯ２、ＮＯ２に変換する酸化触媒である。ＤＰＦ２１は、排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集する。排気浄化装置Ｅは、排気浄化部の一例である。
排気タービン１８とＤＯＣ２０との間の排気通路１９には、燃料添加弁２４、ＳＯｘセンサ２５、温度センサ２６が設けられている。ＳＯｘセンサ２５は、ＤＯＣ２０に流れる排気ガス中の硫黄濃度を検出する。燃料添加弁２４は、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼させるための燃料を排気ガスに添加する。温度センサ２６は、ＤＯＣ２０に流入する排気ガスの温度を検出する。
ＤＯＣ２０とＤＰＦ２１との間の排気通路１９には、温度センサ２７が設けられている。温度センサ２７は、ＤＯＣ２０を通過しＤＰＦ２１に流入する排気ガスの温度を検出する。ＤＰＦ２１よりも下流側の排気通路１９には、温度センサ２８、空燃比センサ２９が設けられている。温度センサ２８は、ＤＰＦ２１を通過した排気ガスの温度を検出する。空燃比センサ２９は、ＤＰＦ２１を通過した排気ガスの空燃比を検出する。
ＥＣＵ３０は、エンジンシステム１０の全体制御を行う。ＥＣＵ３０は、図示せぬＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成されるコンピュータである。ＥＣＵ３０は、スロットル弁Ｖ、ＥＧＲ弁Ｖａや、上記センサ等が電気的に接続されている。
ＥＣＵ３０は、クランク角センサＣＳからの出力値に基づいて、エンジン１１の回転数がアイドル回転数となるアイドル運転状態であるか否かを判定する。アイドル回転数は、エンジン１１がアイドル運転状態のときにとる全ての回転数の範囲を含み、例えば目標とする回転数及び、当該目標とする回転数に変化する途中の回転数を含む。また、アイドル運転状態には、例えば車両の停止中のみならず低速走行時や減速時の状態も含む。
ＥＣＵ３０は、ＳＯｘセンサ２５等からの出力値に基づいて燃料中の硫黄濃度を推定するがこれに限定されない。燃料タンクに燃料性状センサを設けて燃料中の硫黄濃度を直接検出してもよい。また、本エンジンシステム１０が使用される地域で使用される燃料中の硫黄濃度をＥＣＵ３０に予め記憶させておいてもよい。
ＥＣＵ３０は、温度センサ２６、２７、２８の測定値に基づいて、排気浄化装置Ｅの温度を検出する。尚、ＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１に直接温度センサを設けてこれらの温度を検出してもよい。温度センサ２６、２７、２８は、排気浄化部の温度を検出する検出部の一例である。尚、エンジン１１の運転状態から浄化装置温度を推定してもよい。
ＥＣＵ３０は、エンジン１１の運転状態に基づいてＤＰＦ２１に流入する粒子状物質の量を推定し、積算してＤＰＦ２１での粒子状物質の堆積量を推定する。尚、ＤＰＦ２１側に粒子状物質を検出するセンサを設けてこのセンサの測定値に基づいてＥＣＵ３０がＤＰＦ２１での粒子状物質の堆積量を推定してもよい。
ＥＣＵ３０は、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼させてＤＰＦ２１を再生する再生制御を実行する。再生制御では、ＥＣＵ３０は燃料添加弁２４からの燃料添加量を制御して、所定の昇温速度で浄化装置温度を昇温させて粒子状物質を燃焼させる。燃料添加弁２４は、燃料を排気浄化装置Ｅへ供給する燃料供給部の一例である。尚、排気浄化装置Ｅへ燃料を供給して昇温させて粒子状物質を燃焼させる方法はこれに限定されない。例えば、燃料噴射弁Ｆのメイン噴射の後にポスト噴射を行うことによって、未燃燃料を排気浄化装置Ｅへ供給してＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼してもよい。この場合、燃料噴射弁Ｆは燃料供給部の一例である。
詳しくは後述するが再生制御に関して、ＥＣＵ３０は通常再生制御と緩速再生制御とを択一的に実行可能である。通常再生制御は、燃費の悪化の抑制を優先して短期間で浄化装置温度を昇温させて粒子状物質を燃焼させる制御である。緩速再生制御は、白煙の発生の抑制を優先して浄化装置温度を遅く昇温させてから粒子状物質を燃焼させる制御である。
次に、再生制御中に白煙が発生する場合について説明する。図２Ａは、再生制御中の浄化装置温度の変化を示したグラフである。図２Ｂは、再生制御中の排気ガス中のＳＯ３の濃度変化を示したグラフである。尚、図２Ａ、２Ｂには、通常再生制御による浄化装置温度の変化及びＳＯ３の濃度を点線で示し、緩速再生制御中による浄化装置温度の変化及びＳＯ３の濃度を実線で示している。また、図２Ｂには、排気ガスが白煙として視認され始めるＳＯ３の濃度を一点鎖線で示している。
ＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１にある程度の硫黄化合物が堆積しており燃料中の硫黄濃度も低くない場合に、上記再生制御が実行される場合を想定する。ここで、図２Ａに示した温度Ｔ１〜Ｔ２の範囲は、ＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１からの硫黄化合物の離脱量が他の温度範囲よりも増える温度範囲である。即ち、温度Ｔ１は、硫黄化合物の離脱量が増大し始める温度である。温度Ｔ２以上では、ＤＰＦ２１に堆積していた粒子状物質は燃焼する。温度Ｔ１未満を第１温度範囲Ｄ１、温度Ｔ１以上Ｔ２未満を第２温度範囲Ｄ２、温度Ｔ２以上を第３温度範囲Ｄ３と称する（以下、単に温度範囲と称する）。尚、温度Ｔ１は、例えば４５０度であり、温度Ｔ２は、６５０度である。
通常再生制御では、粒子状物質が燃焼し始める温度Ｔ２に至るまで浄化装置温度を略一定の昇温速度で早期に昇温させる。浄化装置温度が温度Ｔ２に至った後、所定期間内浄化装置温度を温度範囲Ｄ３内で維持させて粒子状物質を燃焼させる。尚、温度範囲Ｄ３内では、段階的に浄化装置温度を上昇させて粒子状物質を燃焼させる。温度範囲Ｄ２は、ＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１からの硫黄化合物の離脱量が増大する温度範囲である。このため、浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にあり昇温速度が速い場合には白煙が発生する。白煙が発生する理由は、浄化装置温度が所定値以上に至るとＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１から離脱する硫黄化合物（ＳＯｘ）の量が増大し排気ガス中のＳＯ３がＨ２Ｏと結合してミスト状のＨ２ＳＯ４となって白煙として排出されるからと考えられる。通常再生制御のように浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合に浄化装置温度の昇温速度が速いと、単位時間当たりでの硫黄化合物の離脱量が増加して、排気ガス中のＳＯ３の濃度が増加する。これにより、排気ガスが白煙として視認される。
緩速再生制御では、浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合には、通常再生制御での昇温速度よりも遅い昇温速度で浄化装置温度を昇温させる。これにより、単位時間当たりの硫黄化合物の離脱量を一定未満に抑制でき、排気ガス中のＳＯ３の濃度を抑制でき、排気ガスが白煙として視認されることを抑制できる。具体的には、緩速再生制御では、浄化装置温度が温度範囲Ｄ１内にある場合には浄化装置温度を第１昇温速度で昇温させる。これにより、早期に浄化装置温度を温度Ｔ１に到達させて燃費の悪化を抑制する。浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合には浄化装置温度を第１昇温速度よりも遅い第２昇温速度で昇温させる。これにより、排気ガス中のＳＯ３の濃度を抑制して白煙の発生を抑制できる。浄化装置温度が温度範囲Ｄ３内にある場合には浄化装置温度を所定期間温度範囲Ｄ３内に維持させる。これにより、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼させる。尚、通常再生制御では、浄化装置温度が温度範囲Ｄ１又は温度範囲Ｄ２内にある場合には、浄化装置温度を上記の第１昇温速度で昇温させる。
また、詳しくは後述するが、ＥＣＵ３０は緩速再生制御中に、浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にありエンジン１１がアイドル運転状態となった場合には、アイドル運転の浄化装置温度の昇温を抑制する昇温抑制制御を実行する。昇温抑制制御は、緩速再生制御中にエンジン１１がアイドル運転状態となった場合での白煙の発生を抑制する制御である。
次に、昇温抑制制御について説明する。図３Ａは、昇温抑制制御中の浄化装置温度の変化を示したグラフである。図３Ｂは、昇温抑制制御中の排気ガス中のＳＯ３の濃度変化を示したグラフである。図３Ｃは、昇温抑制制御中の燃料添加弁２４の燃料添加量の変化を示したグラフである。尚、図３Ａ、３Ｂでは、緩速再生制御中に昇温抑制制御を実行しなかった場合の浄化装置温度の変化及びＳＯ３の濃度を点線で示し、緩速再生制御中に昇温抑制制御を実行した場合の浄化装置温度の変化及びＳＯ３の濃度を実線で示している。また、図３Ｃでは、緩速再生制御中に昇温抑制制御を実行しなかった場合での燃料添加弁２４の燃料添加量の変化を点線で示し、緩速再生制御中に昇温抑制制御を実行した場合での燃料添加弁２４の燃料添加量の変化を実践で示している。
浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合にエンジン１１がアイドル運転状態となった後も浄化装置温度の昇温を継続すると、排気ガスの流量はアイドル運転の直前よりも減少するがＳＯ３は継続して離脱し、排気ガス中のＳＯ３濃度が高くなる。これにより、白煙が発生する恐れがある。従って、ＥＣＵ３０は、緩速再生制御中であり浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合にエンジン１１がアイドル運転状態になった場合には、アイドル運転中での浄化装置温度の昇温を抑制する昇温抑制制御を実行する。本実施例において昇温抑制制御では、燃料添加弁２４の燃料添加量をゼロに制御してアイドル運転中は浄化装置温度を低下させる場合と、燃料添加弁２４の燃料添加量を制御してアイドル運転中はアイドル運転直前の浄化装置温度を維持する場合とがある。図３Ａ〜３Ｃにおいては、燃料添加量をゼロに制御する場合での浄化装置温度を曲線Ａで示し、ＳＯ３濃度を曲線Ａ´で示し、燃料添加量を曲線Ａ´´で示している。また、アイドル運転直前での浄化装置温度を維持する場合での浄化装置温度を曲線Ｂで示し、ＳＯ３濃度を曲線Ｂ´で示し、燃料添加量を曲線Ｂ´´で示している。
図４は、再生制御の一例を示したフローチャートである。尚、再生制御は、例えば、ＤＰＦ２１への粒子状物質の堆積量が所定値を超えたとＥＣＵ３０が判定した場合に開始される。具体的には、ＥＣＵ３０は走行距離等に基づいてＤＰＦ２１への粒子状物質の堆積量を推定する。再生制御が開始されると、ＥＣＵ３０は、燃料中の硫黄濃度が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１）。所定値とは、通常再生制御の実行により白煙が発生するか否かを判断する基準となる値である。ステップＳ１で否定判定の場合、ＥＣＵ３０は通常再生制御を実行する（ステップＳ２）。燃料中の硫黄濃度が所定値未満のように低い場合には、ＤＯＣ２０、ＤＰＦ２１への硫黄化合物の堆積量も少ないと考えられ、通常再生制御を実行したとしても白煙が発生しにくいからである。通常再生制御が終了すると本再生制御は終了する。
ステップＳ２で肯定判定の場合には、ＥＣＵ３０は緩速再生制御を実行する（ステップＳ３）。燃料中の硫黄濃度が所定値以上の場合に通常再生制御を実行すると、白煙が発生する恐れがあるからである。緩速再生制御が終了すると本再生制御は終了する。
図５、６は、緩速再生制御の一例を示したフローチャートである。ＥＣＵ３０は、浄化装置温度が温度範囲Ｄ１内にあるかどうか否かを判定する（ステップＳ１１）。肯定判定の場合には、ＥＣＵ３０は、燃料添加弁２４の燃料添加量を制御して浄化装置温度を第１昇温速度で昇温させる（ステップＳ１２）。具体的には、ＥＣＵ３０は、浄化装置温度が第１昇温速度で昇温するように第１目標昇温速度を設定し、第１目標昇温速度に対応するように燃料添加弁２４の燃料添加量を制御する。
ステップＳ１１で否定判定の場合、即ち浄化装置温度が温度範囲Ｄ１内にはなく温度範囲Ｄ２内にある場合、ＥＣＵ３０は第２昇温速度で昇温させる（ステップＳ１３）。ここで、ＥＣＵ３０は、燃料中の硫黄濃度に応じて第２目標昇温速度を設定する。第２目標昇温速度とは、浄化装置温度を第２昇温速度で昇温させる際の目標値である。尚、燃料中の硫黄濃度が高いほど第２目標昇温速度が遅くなるように規定したマップに基づいて第２目標昇温速度を設定してもよい。燃料中の硫黄濃度が高いほど硫黄化合物の堆積量も多くなりこれに伴い離脱量も多くなるからであり、第２目標昇温速度が遅くなることにより白煙の発生を抑制できるからである。また、ＥＣＵ３０は、浄化装置温度が第２昇温速度で昇温するように実際の浄化装置温度に基づいて燃料添加弁２４の燃料添加量をフィードバック制御してもよい。これにより、浄化装置温度を第２昇温速度で精度よく昇温させることができる。
次に、ＥＣＵ３０は、エンジン１１がアイドル運転状態であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４で否定判定の場合には、ＥＣＵ３０は、浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にあるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５で肯定判定の場合には、ＥＣＵ３０は再度ステップＳ１３以降の処理を実行する。ステップＳ１５で否定判定の場合、即ち浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にない場合、ＥＣＵ３０は浄化装置温度を温度範囲Ｄ３内に所定期間維持する（ステップＳ１６）。所定期間とは、ＤＰＦ２１に堆積した粒子状物質を燃焼させるのに必要な期間である。ＥＣＵ３０は、所定期間浄化装置温度を温度範囲Ｄ３内に維持させた後に緩速再生制御を終了して再生制御を終了する。
ステップＳ１４で肯定判定の場合、即ちエンジン１１がアイドル運転状態の場合、ＥＣＵ３０は、排気浄化装置Ｅへの硫黄化合物の堆積量が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２１）。所定値とは、アイドル運転中で白煙が発生する可能性がある硫黄化合物の堆積量である。尚、ＥＣＵ３０による硫黄化合物の堆積量の推定は、緩速再生制御実行前の車両の走行距離に基づいて算出できる硫黄化合物の堆積量から、緩速再生制御中にエンジン１１がアイドル運転状態となったときの浄化装置温度に到達するまでに既に離脱した硫黄化合物の離脱量を減算した値に基づいて推定される。
図７は、硫黄化合物の離脱速度と浄化装置温度との関係を規定したマップである。硫黄化合物の離脱速度は、堆積量に関わらず略同じ浄化装置温度を中心としてピークをとる。また、硫黄化合物の堆積量が多いほど、硫黄化合物の離脱速度も上昇する。従って、硫黄化合物の堆積量が多いほど、アイドル運転状態で白煙が発生する可能性が高くなる。ステップＳ２１での所定値は、硫黄化合物の離脱速度が速い場合での硫黄化合物の堆積量を基準として設定されている。
ステップＳ２１で肯定判定の場合、即ち、硫黄化合物の堆積量が比較的多い場合、ＥＣＵ３０は、燃料添加弁２４の燃料添加量をゼロに制御する（ステップＳ２２）。これにより、浄化装置温度の更なる昇温は抑制される。
更にＥＣＵ３０は、排気ガスの温度を抑制する排気ガス温度抑制制御を実行する（ステップＳ２３）。これにより、排気ガスによって浄化装置温度が昇温されることが抑制される。例えば排気ガス温度抑制制御では、エンジン１１に導入される新気量を増大させて空燃比をリーンに制御することにより、排気ガスの温度を低下させる。例えば、ＥＧＲ弁Ｖａの開度を閉じ側に制御することにより、エンジン１１に戻される既燃ガス量を低減させて新気量を増大させてもよい。または、スロットル弁Ｖを開き側に制御して可変ノズルベーン１８ａを閉じ側に制御することにより、過給圧を増大させて新気量を増大させてもよい。また、エンジン１１での燃料の燃焼速度を早くすることにより、排気ガスの温度を低下させてもよい。例えば、エンジン１１への燃料の噴射時期を進角させることや燃料噴射圧を増大させてもよい。
ＥＣＵ３０は、エンジン１１がアイドル運転中であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。肯定判定の場合には、ＥＣＵ３０は再度ステップＳ２１以降の処理を実行する。否定判定の場合には、ＥＣＵ３０は再度ステップＳ１１以降の処理を実行する。このように、硫黄化合物の堆積量が比較的多い場合にアイドル運転状態となった場合には、アイドル運転中では燃料添加弁２４の燃料添加量をゼロに設定し更に排気ガス温度抑制制御も実行して浄化装置温度の昇温を抑制して、白煙の発生を抑制する。
ステップＳ２１で否定判定の場合、即ち、硫黄化合物の堆積量が比較的少ない場合には、ＥＣＵ３０は車速が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ３１）。車速は、車速センサから出力値に基づいて判定される。ここで所定値とは、ステップＳ２１で否定判定されたように硫黄化合物の堆積量が比較的少ない場合において浄化装置温度を第２昇温速度で昇温させた場合であっても排気ガスが白煙として視認されない車速である。例えば、所定値は時速１ｋｍである。ステップＳ３１で肯定判定の場合、即ち、アイドル運転状態であっても車速がある程度ある場合には、ＥＣＵ３０は再度ステップＳ１１以降の処理が実行され、浄化装置温度が温度範囲Ｄ２内にある場合には第２昇温速度で昇温される。硫黄化合物の堆積量が比較的少なく車速がある程度ある場合には、浄化装置温度を第２昇温速度で昇温させても白煙は視認されにくいからである。
ステップＳ３１で否定判定の場合、即ち車速が略ゼロに等しい場合、ＥＣＵ３０は、アイドル運転中においてもアイドル運転直前での浄化装置温度が維持されるように燃料添加弁２４の燃料添加量を制御する（ステップＳ３２）。燃料添加弁２４の燃料添加量は、アイドル運転直前での浄化装置温度が高いほど燃料添加量も増量するように規定したマップに基づいて制御される。アイドル運転状態直前での浄化装置温度が維持されるので、それ以上の浄化装置温度の昇温が抑制される。このため、白煙の発生も抑制される。また、ステップＳ２１で否定判定されたように硫黄化合物の堆積量が比較的少ない場合にアイドル運転状態直前での浄化装置温度を維持するので、例えば予期しない排気ガス温度の上昇等に起因して浄化装置温度が僅かに上昇したとしても、硫黄化合物の堆積量が比較的少ないので白煙の発生は抑制される。尚、ステップＳ１１で否定判定されてからステップＳ１４で肯定判定されているので、ステップＳ３２の処理により浄化装置温度は温度範囲Ｄ２内に維持される。
図３（Ｃ）の曲線Ｂ´´はアイドル運転直前での浄化装置温度が維持されるように燃料添加弁２４の燃料添加量を制御する場合を示している。尚、この場合、アイドル運転直前の燃料添加量よりもアイドル運転中の燃料添加量が減少している理由は、アイドル運転前の吸入空気量よりもアイドル運転中の吸入空気量は減少しているため、これに応じて燃料添加量も減少させなければ、減少した吸入空気量に対して燃料添加量が増大してアイドル運転中に浄化装置温度が昇温してしまう恐れがあるからである。従って、硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合であっても所定値未満の場合であっても、アイドル運転直前の燃料添加量よりもアイドル運転中の燃料添加量が減少するように制御される。
次に、ＥＣＵ３０はアイドル運転中であるか否かを判定し（ステップＳ２４）、肯定判定の場合には再度ステップＳ２１以降の処理を実行し、否定判定の場合には再度ステップＳ１１以降の処理が実行される。従って、ステップＳ３２の処理が実行されてからアイドル運転から通常運転に復帰した場合、アイドル運転直前での浄化装置温度から第２昇温速度で再び昇温される。ステップＳ１１で否定判定されステップＳ１３の処理が実行されるからである。これにより、アイドル運転中に浄化装置温度を低下させ通常運転の復帰後に浄化装置温度を昇温させる場合と比較して、アイドル運転中も浄化装置温度をある程度の温度に維持した場合の方が再生制御の長期化を抑制でき燃費悪化を抑制できる。
以上のように、緩速再生制御中であり浄化装置温度が硫黄化合物が離脱する温度範囲Ｄ２内にある場合にアイドル運転状態となった場合に、それ以上の浄化装置温度の上昇を抑制する昇温抑制制御を実行することによって、白煙の発生を抑制する。
また、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ３２に示したように、硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、硫黄化合物の堆積量が所定値未満の場合よりも、浄化装置温度が低くなるように燃料添加量を制御する。このため、硫黄化合物の堆積量が多い場合には、白煙の抑制を優先させ、硫黄化合物の堆積量が少ない場合には、白煙を抑制しつつ緩速再生制御の長期化を抑制して燃費の悪化を抑制する。
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
上記実施例では、再生制御として通常再生制御と緩速再生制御とを択一的に実行するが、常に緩速再生制御のみを実行してもよい。また、燃料中の硫黄濃度が所定値未満の場合に通常再生制御を実行し、所定値以上の場合に緩速再生制御を実行するがこれに限定されない。例えば、排気浄化装置Ｅへの硫黄化合物の堆積量を推定して、推定された堆積量が所定値未満の場合に通常再生制御を実行し、所定値以上の場合に緩速再生制御を実行してもよい。また、燃料中の硫黄濃度が所定値未満であり推定された硫黄化合物の堆積量も所定値未満の場合にのみ通常再生制御を実行し、それ以外の場合に緩速再生制御を実行してもよい。
また、昇温抑制制御において、硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、硫黄化合物の堆積量が所定値未満の場合よりも、燃料添加量を少なくして何れの場合にも燃料添加を継続してもよい。これにより、何れの場合にも緩速再生制御の長期化を抑制できる。
また、昇温抑制制御においては、常に排気ガス温度抑制制御を実行してもよいし実行しなくてもよい。また、硫黄化合物の堆積量に関わらずアイドル運転直前の浄化装置温度に維持するように燃料添加量を制御しつつ、硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合に排気ガス温度抑制制御を実行し、硫黄化合物の堆積量が所定値未満の場合には排気ガス温度抑制制御を実行しないようにしてもよい。
１１ エンジン
２０ ＤＯＣ（排気浄化部）
２１ ＤＰＦ（排気浄化部）
２４ 燃料添加弁（燃料供給部）
２５ ＳＯｘセンサ
３０ ＥＣＵ（制御部）
Ｅ 排気浄化装置（排気浄化部）

Claims (6)

  1. 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化部と、
    前記排気浄化部に燃料を供給する燃料供給部と、
    前記燃料供給部により燃料を供給し前記排気浄化部を昇温させて前記排気浄化部に堆積した粒子状物質を燃焼させる再生制御を実行する制御部と、を備え、
    前記制御部は、前記再生制御において、前記排気浄化部の温度が第１温度範囲内にある場合には前記排気浄化部を第１昇温速度で昇温させ、前記排気浄化部の温度が前記第１温度範囲よりも高い第２温度範囲内にある場合には前記排気浄化部を前記第１昇温速度よりも遅い第２昇温速度で昇温させ、前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲よりも高い第３温度範囲内にある場合には前記排気浄化部の温度を前記第３温度範囲内に維持して前記粒子状物質を燃焼させ、
    前記制御部は、前記再生制御中に前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲内にある場合に前記内燃機関がアイドル運転状態となった場合、アイドル運転中での前記排気浄化部の温度を、前記内燃機関がアイドル運転状態となった時点での前記排気浄化部の温度以下に制御する昇温抑制制御を実行する、内燃機関の制御装置。
  2. 前記制御部は、前記昇温抑制制御において、アイドル運転中での燃料供給量を、前記内燃機関がアイドル運転状態となった時点での燃料供給量より減少させる、請求項１の内燃機関の制御装置。
  3. 前記制御部は、前記昇温抑制制御において、排気ガスの温度を抑制する排気ガス温度抑制制御を実行する、請求項１又は２の内燃機関の制御装置。
  4. 前記制御部は、前記排気浄化部の温度が前記第２温度範囲内にあって前記内燃機関がアイドル運転状態となり、さらに車速が所定値以上である場合には、前記昇温抑制制御は実行しない、請求項１乃至３の何れかの内燃機関の制御装置。
  5. 前記制御部は、前記昇温抑制制御において、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が前記所定値未満の場合よりも、前記排気浄化部の温度を低く制御する、請求項１乃至４の何れかの内燃機関の制御装置。
  6. 前記制御部は、前記昇温抑制制御において、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が所定値以上の場合には、前記排気浄化部への硫黄化合物の堆積量が前記所定値未満の場合よりも、前記燃料供給部の燃料供給量を少なく制御する、請求項１乃至５の何れかの内燃機関の制御装置。
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